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Die
Erfindung betrifft eine Schraubverbindung für ein Fahrpedalmodul eines
Kraftfahrzeugs, gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Schraubverbindungen
der hier angesprochenen Art sind bekannt (
DE 198 57 225 A1 ). Sie
dienen zum lösbaren
Befestigen eines Fahrpedalmoduls an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs
und umfassen einen mit der Karosserie verbundenen, aus Metall bestehenden
Gewindebolzen, der eine am Fahrpedalmodul vorgesehene Durchgangsöffnung durchgreift.
Auf den Gewindebolzen wird eine aus Kunststoffmaterial bestehende
Mutter aufgeschraubt, um das Fahrpedalmodul an der Karosserie zu
fixieren. Damit sich die Schraubverbindung nicht unbeabsichtigt
löst, ist
das Gewinde der Mutter nur unvollständig vorhanden, so dass es
erst beim Aufschrauben der Mutter auf den Gewindebolzen fertig geschnitten wird.
Aufgrund dieser Ausgestaltung ist das erforderliche Anzugsdrehmoment
nur relativ klein, insbesondere deutlich kleiner als das Überdrehmoment,
bei dem eine Schädigung
der Schraubverbindung, beispielsweise der Gewindegänge, auftritt.
Da das Befestigen des Fahrpedalmoduls in der Praxis manuell durchgeführt wird,
treten dabei immer wieder Beschädigungen
der Schraubverbindung in Folge von Überdrehen der Gewindegänge auf,
so dass zumindest die Mutter ersetzt werden muss.
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Bekannt
sind auch Schraubverbindungen zum Befestigen von Fahrpedalmodulen,
bei denen sowohl die Mutter als auch der Bolzen aus Metall bestehen.
Bei einem Überdrehen
des Gewindes kann auch der Bolzen beschädigt werden, dessen Austausch
sehr aufwendig ist, da er üblicherweise
im Fußraum
einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs unter einem dort vorgesehenen
Bodenbelag angeordnet ist, also an einer schlecht zugänglichen
Stelle.
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Aus
der
DE 33 15 646 C2 geht
eine Schraubverbindung zur Befestigung eines Stirnwandquerträgers eines
Kraftfahrzeugs an einem Trägeranschluss des
Fahrzeugrohbaus hervor, die eine Schraube mit einem eine konische
Anschrägung
aufweisenden Kopf umfasst. Mit der Schraube ist eine aus Metall bestehende
Schraubenmutter verschraubt, welche mit einer konischen Schrägfläche versehen
ist. Die Schraube durchgreift eine Schraubendurchführung im
Trägeranschluss.
Im Öffnungsbereich
dieser Schraubendurchführung
ist jeweils eine an die konische Anschrägung des Schraubenkopfs beziehungsweise
der Schrägfläche der
Schraubenmutter entsprechenden Vertiefung vorgesehen. Des Weiteren ist
ein Sicherungsblech zum Halten der Schraubenmutter am Stirnwandträger vorgesehen.
Mittels des vorstehend beschriebenen Konusdurchzugs wird eine feste
Verbindung zwischen Stirnwandträger
und Trägeranschluss
ohne Verschiebung der Teile gegeneinander erreicht.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Schraubverbindung der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei der beim Aufschrauben der Mutter auf den Bolzen eine
Beschädigung
der Schraubverbindung, insbesondere des Bolzens, in Folge eines
zu großen
Anzugsdrehmoments praktisch ausgeschlossen werden kann.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird eine Schraubverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 vorgeschlagen. Diese zeichnet sich durch Sicherungsmittel gegen
ein Überdrehen
der Schraubverbindung während
des Aufschraubens der Mutter auf den Bolzen aus. Die Sicherungsmittel
sind also Teil der Schraubverbindung und stellen sicher, dass beim Aufschrauben
der Mutter auf den Bolzen eine Beschädigung der Schraubverbindung,
beispielsweise der Gewindegänge,
nicht auftritt. Zum Aufbringen des erforderlichen Anzugsdrehmoments,
bei dem das Fahrpedalmodul sicher an der Karosserie des Kraftfahrzeugs
befestigt ist und ein unbeabsichtigtes Lösen der Schraubverbindung in
Folge der elastischen und gegebenenfalls auch plastischen Verformung
von Teilen der Schraubverbindung und dem zu befestigenden Fahrpedalmodul
ausgeschlossen werden kann, muss kein spezielles Werkzeug, mit dem nur
ein Anzugsdrehmoment bis zu einer bestimmten, gegebenenfalls einstellbaren
Größe auf die
Schraubverbindung übertragbar
ist, verwendet werden. Die erfindungsgemäße Schraubverbindung ermöglicht eine
schnelle und sichere Montage des Fahrpedalmoduls ohne Gefährdung des
vorzugsweise unter einem Bodenbelag mit der Fahrzeugkarosserie verbunden
Bolzens, insbesondere auch dann, wenn die Mutter und der Bolzen
aus Kunststoff bestehen.
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Die
zum Befestigen des Fahrpedalmoduls an der Karosserie dienende Mutter
kann vor ihrem erstmaligen Aufschrauben auf den Bolzen bereits ein vollständig oder
nur teilweise ausgebildetes Innengewinde aufweisen. Nach einer anderen
Ausführungsvariante
wird das Innengewinde der Mutter erst beim Aufschrauben auf den
Bolzen gebildet. Der Bolzen kann beispielsweise von einer Schraube
gebildet sein, die zum Ansetzen eines Werkzeugs zum Zwecke der Übertragung
eines Anzugsdrehmoments entsprechend ausgebildet ist. Der Bolzen
kann auch direkt mit der Karosserie verbunden sein, beispielsweise
angeschweißt
oder -gelötet.
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Die
Sicherungsmittel sind von einem konischen Sitz zwischen dem Fahrpedalmodul
und der aus Kunststoff bestehenden Mutter gebildet, wobei über den
konischen Sitz ein erforderliches Anzugsdrehmoment aufgebracht ist.
Hierdurch wird eine hohe Sicherungswirkung gegen ein Überdrehen
der Schraubverbindung und gegen Bruch des Bolzens erreicht, da das
erforderliche Anzugsdrehmoment – anders
als bei bekannten Schraubverbindungen – nicht über in Richtung der Längserstreckung
des Bolzens wirkende Zugkräfte
am Bolzen abgesetzt wird. Auf die Mutter wirken im aufgeschraubten
Zustand also – vorzugsweise
ausschließlich – nur in
radialer Richtung zu ihrer Längsachse
gerichtete Kräfte,
das heißt,
ihre dem Bolzen zugewandte Unterseite ist nicht oder nur in einem
unschädlichem
Maße an
das Fahrpedalmodul angepresst, wodurch sich insgesamt nur ein geringer
Zug auf den Bolzen ergibt.
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Schließlich wird
ein Ausführungsbeispiel
der Schraubverbindung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass
auch der Bolzen aus Kunststoffmaterial besteht. Die Haltekraft der
Kunststoffgewindegänge
ist ausreichend hoch, wenn das Gewinde nicht beim Anziehen, das
heißt
beim Aufbringen des gewünschten/erforderlichen
Anzugsdrehmoments überdreht
wird. Gerade dies wird jedoch durch die Sicherungsmittel verhindert.
Es hat sich gezeigt, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
der Schraubverbindung ein deutlich größeres Anzugsdrehmoment aufgebracht
werden kann, ohne dass die Schraubverbindung beschädigt wird,
als bei bekannten Schraubverbindungen.
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Die
Vorteile, die sich aus der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Schraubverbindung
ergeben, stellen sich auch dann ein, wenn der Bolzen aus Metall
und die Mutter aus Kunststoff oder sowohl der Bolzen als auch die
Mutter aus Metall bestehen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten,
besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 ein
Fahrpedalmodul, das mittels einer Schraubverbindung an einer Fahrzeugkarosserie
befestigt ist;
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2 einen
Ausschnitt des in 1 dargestellten Fahrpedalmoduls
im Bereich der Schraubverbindung im vergrößertem Maßstab und
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3A bis 3F mehrere
Abbildungen von Teilen des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels
eines Fahrpedalmoduls 1 für ein Kraftfahrzeug. Das Fahrpedalmodul 1 umfasst
ein fußbetätigbares
Pedal 3, mittels dessen die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs
steuerbar ist. Aufbau und Funktion von derartigen Fahrpedalmodulen ist
allgemein bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen wird.
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Das
im eingebauten Zustand gezeigte Fahrpedalmodul 1 ist an
einem oberen Halter 5 und einem unteren Halter 7,
die beide mit der nicht dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeugs
verbunden sind, gehalten. Die Verbindung zwischen dem Fahrpedalmodul 1 und
dem oberen Halter 5 ist hier als Steckverbindung ausgebildet,
die dadurch realisiert ist, dass der Halter 5 eine Durchgangsöffnung 9 aufweist,
die von einem am Fahrpedalmodul 1 vorgesehenen Vorsprung 11 durchgriffen
ist. Das Fahrpedalmodul 1 ist mittels einer Schraubverbindung 13 am
unteren Halter 7 lösbar
befestigt.
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In 2 ist
die Schraubverbindung 13 im vergrößertem Maßstab dargestellt. Sie umfasst
einen über
den Halter 7 an der Fahrzeugkarosserie angebrachten Bolzen 15,
der ein Außengewinde 17 aufweist,
und eine Mutter 19 mit einem Innengewinde 21.
Auf den vom Halter 7 abstehenden Bolzen 15 wird
das Fahrpedalmodul 1 aufgesteckt. Hierzu weist es eine
Durchgangsöffnung 23 auf,
in die der Bolzen 15 eingreift. Die Mutter 19 ist
von der anderen Seite der Durchgangsöffnung 23 zugeführt und
auf den Bolzen 15 aufgeschraubt.
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Die
Schraubverbindung 13 weist ferner Sicherungsmittel 25 gegen
ein Überdrehen
der Schraubverbindung 13 während des Aufschraubens der
Mutter 19 auf den Bolzen 15 auf, die bei dem in den
Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel
durch einen konischen Sitz zwischen der Mutter 19 und dem
Fahrpedalmodul 1 realisiert sind, über den ein erforderliches
Anzugsdrehmoment aufgebracht wird. Der konische Sitz ist dadurch
gebildet, dass die Mutter 19 einen kegelstumpfförmigen Längsabschnitt 27 mit
der Länge
L (3) und das Fahrpedalmodul 1 eine
entsprechend angepasste Ausnehmung 29 zur Aufnahme des
Längsabschnitts 27 aufweisen.
Die konische Ausnehmung 29 ist in der Durchgangsöffnung 23 des
Fahrpedalmoduls 1 ausgebildet.
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Wie
aus 2 ersichtlich, liegt der Längsabschnitt 27 der
Mutter 19 im verschraubten Zustand flächig an der Wand der Ausnehmung 29 an.
Der konische Sitz ist so gegenüber
dem Bolzen 15 angeordnet und derart ausgestaltet, dass
bei auf die Mutter 19 aufgebrachtem erforderlichen Anzugsdrehmoment
die auf den Bolzen 15 in Richtung seiner Längserstreckung
wirkenden Zugkräfte
nur so groß sind, dass
der Bolzen 15 nicht bruchgefährdet ist und eine Beschädigung der
Gewinde nicht auftritt. Das heißt, die
Mutter 19 wird beim Aufschrauben auf den Bolzen 15 im
Bereich des konischen Sitzes solange elastisch und gegebenenfalls
auch plastisch verformt, bis durch das erforderliche Anzugsdrehmoment
die entsprechende radiale Spannung auf die Mutter 19 erreicht
und diese in der Ausnehmung 29 in gewünschter Weise klemmend gehalten
ist. Die klemmschlüssig
gehaltene Mutter 19 ist dabei vom ringförmigen Boden 31 der
Ausnehmung 29 entweder noch beabstandet oder liegt an diesem
zumindest teilweise an, wie in 2 dargestellt,
wobei die zwischen dem Bolzen 15 und der zugewandten ebenen
Unterseite 33 der Mutter 19 wirkende Spannung
nur so groß ist, dass
der durch die sich am Boden 31 abstützende Mutter 19 auf
den Bolzen wirkende Zug nicht unzulässig groß wird. Eine Beschädigung der
Schraubverbindung 13 kann daher ausgeschlossen werden.
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Die
Durchgangsöffnung 23 und
die Ausnehmung 29 sind bei dem in den 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
an einem als separates Bauteil ausgebildeten Einsatz 35 vorgesehen,
der in eine Öffnung 37 im
Fahrpedalmodul 1 eingebracht und mit geeigneten Mitteln
darin positionsgenau gegenüber
dem Fahrpedalmodul 1 gehalten ist. Bei einem weiteren,
in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Durchgangsöffnung 23 und die
Ausnehmung 29 direkt am Fahrpedalmodul 1 ausgebildet.
Wichtig ist insbesondere die vorstehend beschriebene Anordnung der
Ausnehmung 29 gegenüber
dem Bolzen 15 sowie deren Ausgestaltung, um die Sicherungsfunktion
gegen Überdrehen
der Schraubverbindung 13 zu gewährleisten.
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In 2 ist
ferner zu erkennen, dass der Bolzen 15 lösbar mit
dem Halter 7 verbunden ist und eine Durchgangsöffnung im
Halter 7 und in einer zwischen dem Halter 7 und
dem Fahrpedalmodul 1 angeordneten Dämpfungsschicht durchgreift.
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3B zeigt
eine Draufsicht auf eine ebene Oberseite 39 der anhand
der 1 und 2 beschriebenen Mutter 19.
Diese weist einen sich an den konischen Längsabschnitt 27 anschließenden zweiten
Längsabschnitt,
der im Querschnitt sechseckig ausgebildet und an den ein entsprechend
ausgebildetes Schraubwerkzeug, beispielsweise ein Maulschlüssel, zum
Aufbringen des erforderlichen Anzugsdrehmoments ansetzbar ist. Die
Ausgestaltung der Mutter 19 zum Zwecke des Ansetzens eines Schraubwerkzeugs
ist nicht auf das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. 3C zeigt
eine perspektivische Darstellung der Mutter 19, in der
der Außensechskant
und der kegelstumpfförmige
Längsabschnitt
erkennbar sind.
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3A zeigt
eine Schnittdarstellung der aus Kunststoffmaterial bestehenden Mutter 19 vor
ihrem erstmaligen Aufschrauben auf den Bolzen 15 entlang der
in 3B dargestellten Schnittlinie A-A. Die Mutter 19 weist
noch nicht das Innengewinde 21 auf, das erst beim Aufschrauben
durch das Außengewinde 17 des
Bolzens 15 eingeschnitten beziehungsweise gedrückt wird.
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3E und 3F zeigen
in schematischer Darstellung einen Längsschnitt beziehungsweise eine
Draufsicht auf den Teil des Fahrpedalmoduls 1, in dem sich
die Durchgangsöffnung 23 und
die konische Ausnehmung 29 befinden, also auf den Einsatz 35,
der hier lediglich aus Gründen
der Veranschaulichung als rundes Teil dargestellt ist. Wichtig ist
insbesondere die Ausgestaltung der Ausnehmung 29 und deren
Anordnung gegenüber
dem Bolzen 15.